1.1.原子结构与元素性质 课时练习
一、单选题
1.钷广泛用于量规、光电池等。的最外层电子数是2,下列说法错误的是( )
A.的原子核外有61个电子 B.与互为同位素
C.属于金属元素 D.的中子数为147
2.下列各组中的三种微粒,所含质子数与电子数都相等的是( )
A.Na+、 Mg2+、 Al3+ B.HCl、H2S、 Ar
C.H2O、OH-、 Na+ D.NH4+、 Na+、F-
3.已知铱的一种原子是 Ir,则191表示为( )
A.质量数 B.质子数 C.中子数 D.核外电子数
4.某元素的原子核外有3个电子层,最外层有4个电子,则该原子核内的质子数为( )
A.14 B.15 C.16 D.17
5.互为同位素的微粒是( )
A.H2 与 D2 B.氧气与臭氧
C.35Cl 与 37Cl D.CO 与 CO2
6.M能层对应的电子层是( )
A.第一能层 B.第二能层 C.第三能层 D.第四能层
7.下列叙述不正确的是( )
A.13C和14C互为同位素 B.1H和2H是不同的核素
C.6Li和7Li的电子数相等 D.14C和14N属于同种元素
8.2018年5月,美国宣布退出伊朗核协议,的浓缩是焦点问题。下列有关的说法正确的是( )
A.原子核中含有92个中子
B.原子核外有143个电子
C.与互为同位素
D.与互为同素异形体
9.下列各物质中,所有原子或离子都满足最外层8电子结构的是( )
A.PCl5 B.BF3 C.BeCl2 D.NaClO
10.核内中子数为N的R2+,质量数为A,则n g它的氧化物(RO)中所含质子的物质的量是( )
A. mol B. mol
C.(A-N+ 2)mol D. mol
11.在新研制的超导材料中,铊(Tl)是其主要组成元素之一,自然界中存在的稳定铊原子有 和 两种。下列说法正确的是( )
A. 和 的最外层电子数相同
B. 和 含有的中子数相同
C. 和 互为同素异形体
D. 比 少两个质子
12.关于钯(46Pd)的说法错误的是( )
A.102Pd 和 103Pd 互为同位素
B.Pd2+核外有 46 个电子
C.钯是第五周期元素
D.108Pd 的原子核内有 62 个中子
13.1992年,我国取得的重大科技成果之一是发现了三种元素的新的同位素,其中一种是 Hg,它的中子数与质子数之差是( )
A.48 B.80 C.128 D.208
14.12C和14C互为( )
A.同分异构体 B.同位素
C.同系物 D.同素异形体
15.与氢氧根具有相同的质子数和电子数的微粒是( )
A.CH4 B.NH4+ C.Cl﹣ D.NH2﹣
16.下列各组表述中,两个微粒一定不属于同种元素原子的是( )
A.3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子
B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子
C.最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子和价电子排布为4s24p5的原子
D.2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为2s22p5的原子
17.核反应堆通常使用235U和239Pu作为原料,研究和开发核能可以减少对化石燃料的依赖。下列有关说法正确的是( )
A.239Pu比235U原子核内多4个中子
B.核反应堆中使用的重水与水互为同位素
C.石油、天然气等化石燃料属于可再生能源
D.合理使用核能可有效减少温室气体的排放
18.下列各原子或离子的电子排布式或电子排布图表示正确的是( )
A.Ca2+:1s22s22p63s23p6
B.F-:1s22s23p6
C.P:最外层电子排布图为
D.Cr:1s22s22p63s23p63d44s2
19.在原子结构示意图中,M层最多能容纳电子数目为( )
A.2 B.8 C.18 D.32
20.下列说法中正确的是( )
A.所有的原子核内都有质子和中子
B.(H+)实质上是一个裸露的质子
C.核外电子排布相同的微粒,其化学性质也相同
D.非金属元素原子最外层电子数都大于4
二、综合题
21.
(1)室温时,在下列物质中:①Na
②Cl2 ③Na2O ④FeCl2溶液 ⑤NaHCO3 ⑥蔗糖 ⑦NH3⑧NaCl晶体 ⑨HClO
⑩ Fe(OH)2
属于碱性氧化物的是(用序号填写,下同) ,属于酸的是 ,属于强电解质的是 ,属于非电解质的是 ,能导电的是 。
(2)下列各组化学用语中:①3He、4He ②2H2 O、1H2O ③ 1H、3H
④14N和13C质子数相同的有 ,中子数相同的有 ,互为同位素的有 。
22.根据已掌握的知识填空:
(1)p电子的原子轨道呈 形;
(2)共价键的类型有两种分别是σ键和π键,σ键的对称方式为
(3)某元素位于元素周期表中第四周期,第VA族,元素符号是 ,最高价氧化物对应的水化物的化学式
(4)用“>”或“<”填空:①能量:4P 5S ②离子半径:F﹣ Na+.
23.按要求填空。
(1)2016年IUPAC将第117号元素命名为Ts,则中子数为176的Ts的核素符号是 。
(2)漂粉精可做漂白棉、麻、纸张的漂白剂,也可用于游泳池等场所的消毒剂,其主要成分是 。
(3)目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应,生成和。指出上述反应中的氧化剂与氧化产物的物质的量之比 。
(4)现有NaCl、,和三种无色溶液,选用一种试剂把它们鉴别出来,请写出该试剂与反应的离子方程式 。
24.在 Li、 N、 Na、 Mg、 Li、 C中,
(1)互为同位素的是 和 ;
(2)质量数相等,但不能互称同位素的是 和 ;
(3)中子数相等,但质子数不相等的是 和 .
25.CO2的减排已引起国际社会的广泛关注。近日,中科院大连化物所用一种双金属固溶体氧化物催化剂,实现了CO2合成甲醇(CH3OH),原理示意图如下:
(1)16g CH3OH的物质的量是 ,含H原子的数目为 。
(2)0.2mol H2O中含电子总物质的量为 。
(3)标准状况下,H2与CO2混合气体的总质量为9.0g,n(H2):n(CO2)=1:2。
①CO2的质量是 。
②H2的体积是 。
③混合气体的平均摩尔质量为 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.原子的质子数等于核外电子数,故的原子核外有61个电子,故A不符合题意;
B.与的质子数相同、中子数不同,故互为同位素,故B不符合题意;
C.属于金属元素,故C不符合题意;
D.的中子数为147-61=86,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、核外电子数=原子序数;
B、同位素是同一种元素的不同原子,质量数和中子数不同,原子数相同;
C、金属元素的判断可以根据偏旁看,汞特殊;
D、147是质量数,中子数=质量数-质子数。
2.【答案】B
【解析】【解答】A. Na+、Mg2+、Al3+的质子数分别为:11、12、13,电子数分别为10,10、10,故A不符合题意;
B. HCl、H2S、Ar的质子数分别为:18、18、18,电子数分别为18,18、18,故B符合题意;
C. H2O、OH 、Na+的质子数分别为:10、9、11、电子数分别为10,10、10,故C不符合题意;
D. NH4+、Na+、F 的质子数分别为:11、11、9、电子数分别为10,10、10,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据分子、阴阳离子中含有的质子数和电子数进行判断即可,注意阴阳离子所带电荷数。
3.【答案】A
【解析】【解答】解:19177Ir的质子数为77,核外电子数为77,质量数为191,中子数=191﹣77=114,故选A.
【分析】原子符号中左上角数字为质量数,左下角为质子数,以此来解答.
4.【答案】A
【解析】【解答】原子核外有3个电子层,K、L、M层上电子数依次为2、8、4,电子总数14,则该原子核内的质子数为14;
故答案为:A。
【分析】根据原子结构示意图可知,根据电子层最多容纳的电子数=2xn2可以求出原子的核外电子书,核外电子数=质子数
5.【答案】C
【解析】【解答】A.H2和D2属于氢气的单质,属于同一种物质,故A不符合题意;
B.O3和O2都是由氧元素形成的结构不同的单质,互为同素异形体,故B不符合题意;
C.35Cl 与 37Cl都是氯元素的不同原子,属于同位素,故C符合题意;
D.CO 与 CO2都是化合物,不是原子,所以不是同位素,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素;据此分析解答。
6.【答案】C
【解析】【解答】第一、二、三、四、五、六、七……能层对应的能层分别是K、L、M、N、O、P、Q……能层。
故答案为:C
【分析】根据原子核外的电子层分布即可判断
7.【答案】D
【解析】【解答】A.13C和14C属于同一种元素,质子数相同而中子数不同,它们互为同位素,故A不符合题意;
B.1H和2H是氢元素的不同核素,质子数相同均为1,故B不符合题意;
C.6Li和7Li的质子数相同均为3,则电子数相等均为3,故C不符合题意;
D.14C和14N的质量数相等,质子数不同,分别为6、7,不是同种元素,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】元素符号左上角数字表示质量数,左下角数字表示质子数,质量数-质子数=中子数,质子数相同而中子数不同的同种元素的原子互为同位素。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.原子核中含有的中子数为235-92=143,故A不符合题意;
B.原子核外有92个电子,故B不符合题意;
C.与是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子,互为同位素,故C符合题意;
D.同素异形体的同种元素形成的不同单质,而和不是单质,是原子,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据原子表示时左上角表示质量数、左下角表示质子数,质量数=质子数+中子数、质子数=核外电子数分析;质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子,互为同位素;同素异形体的同种元素形成的不同单质;
9.【答案】D
【解析】【解答】解:A.PCl5中P元素化合价为+5价,P原子最外层电子数是5,5+5=10,则P原子不满足8电子结构,故A错误;
B.BF3中B元素化合价为+3,B原子最外层电子数为3,所以3+3=6,B原子不满足8电子结构,故B错误;
C.BeCl2中Be原子化合价为+2价,Be原子最外层电子数是2,2+2=4,所以Be原子不满足8电子结构,故C错误;
D.NaClO中,钠离子、氯离子和氧离子的离子结构示意图分别为: 、 、 ,最外层都满足8电子稳定结构,故D正确;
故选D.
【分析】A.五氯化磷中,P原子最外层电子数为5+5=10;
B.BF3中B元素化合价为+3,B原子最外层电子数为3,该化合物中B最外层含有电子数为3+3=6;
C.BeCl2中Be原子化合价为+2价,Be原子最外层电子数为2,则该化合物中Be的最外层电子数为2+2=4;
D.根据钠离子、氯离子和氧离子的离子结构示意图分析.
10.【答案】A
【解析】【解答】核内中子数为N的R2+离子,质量数为A,则R原子的质子数是A-N;RO的质子数为A-N+8; R氧化物的化学式是RO,ng氧化物的物质的量是 mol,则所含质子的物质的量为 mol ,
故答案为:A。
【分析】本题考查了原子中质子数、中子数、质量数、电子数之间的关系,注意质量数在数值上等于其相对原子质量,质子数+中子数=质量数。
11.【答案】A
【解析】【解答】A.203Tl和205Tl核外电子排布相同,最外层电子数相同,故A符合题意;
B.203Tl中子数=203-81=122,205Tl中子数=205-81=124,不相同,故B不符合题意;
C.203Tl和205Tl互为同位素,故C不符合题意;
D.203Tl比205Tl少两个中子,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】
A.同种元素,核外电子排布相同,最外层电子数相同;
B.质量数不同,而质子数相同,则中子数不同;
C.两者互为同位素;
D.少两个中子。
12.【答案】B
【解析】【解答】A. 102Pd和103Pd的质子数相同,中子数不同,互为同位素,故A不符合题意;
B. Pd2+核外有46个质子,44个电子,故B符合题意;
C. 钯是第五周期元素,故C不符合题意;
D. 108Pd的原子核内有(108-46)=62个中子,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】原子符号中左下角为质子数,左上角为质量数。且原子序数=质子数=核外电子数,质子数+中子数=质量数。
13.【答案】A
【解析】【解答】解:对80208Hg来说,质子数是80,质量数是208,则中子数为208﹣80=128,中子数与质子数之差为128﹣80=48,故选A.
【分析】根据原子符号中,左下角的数字为质子数,左上角的数字为质量数,中子数=质量数﹣质子数.
14.【答案】B
【解析】【解答】12C和14C质子数都是6,质量数分别为12和14,是碳元素中的不同核素,互为同位素关系,
故答案为:B。
【分析】有机物中分子式相同结构不同互为同分异构体,结构相似分子组成相差n和CH2原子团的互为同系物。由同种元素组成不同的单质互为同素异形体。
15.【答案】D
【解析】【解答】解:氢氧根离子中质子数为各元素的质子数之和,一个氢氧根离子中的质子数是9个,电子数是10个.
A、甲烷分子中质子数是10,电子数是10,所以和氢氧根离子中质子数相同,电子数不同,故A错误;
B、铵根离子中质子数是11,电子数是10,所以和氢氧根离子中质子数不同,电子数相同,故B错误;
C、氯离子中质子数是17,电子数是18,所以和氢氧根离子中质子数和电子数都不同,故C错误.
D、NH2﹣中质子数是9,电子数是10,所以和氢氧根离子中质子数和电子数都相同,故D正确;
故选D.
【分析】氢氧根离子中质子数为各元素的质子数之和,一个氢氧根离子中的质子数是9个,电子数是10个.
16.【答案】B
【解析】【解答】解:A、3p能级有一个空轨道的基态原子,该原子3p能级有2个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,二者核外电子排布相同,为同一原子,故A不符合;
B、M层全充满而N层为4s2的原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2,二者原子核外电子排布不相同,不表示同一原子,故B符合;
C、最外层电子数是核外电子总数的 的原子,
若最外层电子数为1,则核外电子总数为5,最外层电子排布为2s22p1,最外层电子数为3,不符合题意,故舍去;
若最外层电子数为2,则核外电子总数为10,最外层电子排布为2s22p6,最外层电子数为8,不符合题意,故舍去;
若最外层电子数为3,则核外电子总数为15,最外层电子排布为3s23p3,最外层电子数为5,不符合题意,故舍去;
若最外层电子数为4,则核外电子总数为20,最外层电子排布为4s2,最外层电子数为2,不符合题意,故舍去;
若最外层电子数为5,则核外电子总数为25,最外层电子排布为4s2,最外层电子数为2,不符合题意,故舍去;
若最外层电子数为6,则核外电子总数为30,最外层电子排布为4s2,最外层电子数为2,不符合题意,故舍去;
若最外层电子数为7,则核外电子总数为35,最外层电子排布为4s22p5,最外层电子数为7,符合题意;
若最外层电子数为8,则核外电子总数为40,最外层电子排布为5s2,最外层电子数为2,不符合题意,故舍去.
故该原子核外电子总数为35,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5,价层电子排布为4s22p5,二者原子价层电子排布相同,为同一原子,故C不符合;
D、2p能级有一个未成对电子的基态原子,该原子2p能级有1个电子或5个电子,价电子排布为2s22p1或2s22p5的原子,可能为同一原子,故D不符合.
故选:B.
【分析】A、3p能级有一个空轨道的基态原子,该原子3p能级有2个电子.
B、M层全充满而N层为4s2的原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2.
C、最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子,讨论最外层电子数,计算核外电子总数,根据核外电子排布规律书写价电子排布,进行判断元素进行解答.
D、2p能级有一个未成对电子的基态原子,该原子2p能级有1个电子或5个电子.
17.【答案】D
【解析】【解答】A.235U中子数:235-92=143,239Pu中子数:239-94=145,两种原子中子数相差2个,A不符合题意;
B.同位素研究的对象是原子,重水和水是化合物,不属于同位素,B不符合题意;
C.石油、天然气等化石燃料为不可再生能源,C不符合题意;
D.核反应无二氧化碳气体排放,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据质量数和质子数计算中子数;
B.同位素是质子数相同,中子数不同的核素;
C.石油、天然气等化石燃料为不可再生能源;
D.核能不产生CO2;
18.【答案】A
【解析】【解答】A. Ca2+:1s22s22p63s23p6,A符合题意 ;
B. F-核外10个电子,1s22s22p6,B不符合题意 ;
C. P 最外层电子排布为3s23p3,单个电子先排满p轨道,C不符合题意 ;
D. Cr:1s22s22p63s23p63d54s1,D不符合题意 ;
故答案为:A。
【分析】最外层电子排布规律,洪特规则。
19.【答案】C
【解析】【解答】解:根据核外电子排布规律可知,每层最多容纳2n2个电子,M层为第三层,则M层最多能容纳电子数目为2×32=18;
故选C.
【分析】根据每层最多容纳2n2个电子计算.
20.【答案】B
【解析】【解答】解:A.普通氢原子只含有一个质子,没有中子,故A错误;
B.氢原子失去一个电子剩余一个质子形成氢离子,故B正确;
C.核外电子排布相同的粒子,化学性质不一定相同,如Na+和OH﹣,故C错误;
D.氢原子最外层电子数为1,小于4,H属于非金属元素,故D错误.
故选B.
【分析】A.H原子中没有中子;
B.氢原子失去一个电子形成氢离子;
C.核外电子排布相同的粒子,化学性质不一定相同;
D.氢原子最外层电子数为1.
21.【答案】(1)③;⑨;③⑤⑧;⑥⑦;①④
(2)①②③;④;①③
【解析】【解答】(1)属于碱性氧化物的是Na2O;属于酸的是HClO; 属于强电解质的是Na2O、NaHCO3、NaCl晶体,属于非电解质的是蔗糖、NH3,能导电的是Na、FeCl2溶液; 故属于碱性氧化物的是③;属于酸的是⑨;属于强电解质的是③⑤⑧;属于非电解质的是⑥⑦;能导电的是①④;(2)由上述分析可知,①3He、4He的质子数均为2,中子数分别为1、2;②2H2O、1H2O 的质子总数均为10,中子总数分别为10、8;③1H、3H的质子数均为1,中子数分别为0、2;④14N和13C的质子数分别为7、6,中子数均为7;由此可知质子数相同的是①②③;中子数相同的是④;互为同位素的是①③。
【分析】本题主要考查酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系,电解质与非电解质的概念以及相关化学用语;(1)碱性氧化物:能与酸反应只生成一种盐和水,主要包括绝大多数金属氧化物;酸:电离时产生的阳离子全部都是氢离子的化合物;强电解质:在水溶液中或熔融状态下能发生完全电离的化合物;非电解质:在水溶液中或熔融状态下不发生电离的化合物;能导电的物质有大多数金属单质或存在有自由移动电荷的物质;根据物质特点结合定义解答;(2)对于原子 而言:Z为质子数,同一元素的质子数不变,X-Z为原子的中子数,质子数相同而中子数不同的原子互为同位素,根据定义进行解答即可。
22.【答案】(1)纺锤
(2)轴对称
(3)As;H3AsO4
(4)<;>
【解析】【解答】解:(1)s电子的原子轨道呈球形,p电子的原子轨道呈纺锤形;故答案为:纺锤;(2)σ键以“头碰头”的方式发生轨道重叠,轨道重叠部分是沿着键轴对称,故答案为:轴对称;(3)元素位于元素周期表中第四周期,第VA族,则元素为砷,砷的元素符号为As,最高价氧化物对应的水化物为H3AsO4,故答案为:As;H3AsO4;(4)①离原子核越远的能量越高,能层越大的能量越高,故能量:4P<5S,故答案为:<;②相同电子层结构的不同微粒,原子序数越小半径越大,故离子半径:F﹣>Na+,故答案为:>.
【分析】(1)s轨道为球形;p轨道是纺锤形;(2)σ键以“头碰头”的方式发生轨道重叠,轨道重叠部分是沿着键轴呈圆柱形分布的;(3)根据元素位于元素周期表中第四周期,第VA族,则元素为砷,然后写出元素符号以及最高价氧化物对应的水化物;(4)①离原子核越远的能量越高,能层越大的能量越高;②相同电子层结构的不同微粒,原子序数越小半径越大.
23.【答案】(1)
(2)
(3)1:1
(4)
24.【答案】(1) Li; Li
(2) N; C
(3) Na; Mg
【解析】【解答】解:(1) Li; Li质子数相同中子数不同,互称同位素,故答案为: Li; Li;(2) N; C质量数都为14,但质子数不同,不为同位素,故答案为: N; C;(3) Na、 Mg中子数相等,都为12,但质子数不相等,分别为11,12,故答案为: Na; Mg.
【分析】根据含有相同质子数和不同中子数的原子互称同位素,元素符号的左上角为质量数,以此来判断.
25.【答案】(1)0.5mol;2NA
(2)2mol
(3)8.8g;2.24L;30g/mol
【解析】【解答】(1) 16g CH3OH的物质的量= =0.5mol;一个甲醇中含有4个氢原子,则0.5mol甲醇中含有2mol氢原子,即2NA个氢原子;
(2)一个水分子中含有10个电子,则0.2mol H2O中含电子总物质的量为2mol;
(3)①已知H2与CO2混合气体的总质量为9.0g,n(H2):n(CO2)=1:2,则n(H2)×2g/mol+ n(CO2) ×44g/mol=9.0g,则n(CO2)=0.2mol,CO2的质量为:0.2mol×44g/mol=8.8g;
②n(H2)=0.1mol,则标况下H2的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L;
③混合气体的平均摩尔质量=9.0g÷0.3mol=30g/mol。
【分析】(1)物质的量计算利用公式n=m/]M,所以甲醇的物质的量就等于质量16g除以摩尔质量32g/mol(各原子的相对原于于质量相加)得到0. 5mol,原于个数的计算就是用原子的物质的量乘以阿伏加德罗常数,所以N=0.5x4xNa=2Na(甲醇分于里有4个氢原于);
(2)电于总物质的量计算用单个分子的电于数乘以分于物质的量就是电子总物质的量,n=0.2molx10=2mol(1分于水中有10个电子);
(3)氢气和二氧化碳的物质的量之比起1:2,我们可以设氢气有xmol, 那么二氧化碳就有2xmol,根
据公式m=nxM,可得: 2x+88x=9(2x为氢气的质量,88x为二氧化碳的质量)解得x=0.1,所以二氧化
碳有0.2mol,二氧化碳质量有8.8g;体积的计算公式V=VMxn;所以氢气的体积V=0. 1molx22 .4L/mol=2.24L;平均擘尔质量的计第公式Mr=m总/n总,所以Mr=9g/0. 3mol=30g/mol (总物质的量为氢气的物质的量加二氧化碳的物质的量,所以是0. 3mol)。